DE8915659U1

DE8915659U1 - Einstellmutter für Lager

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Publication number: DE8915659U1
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Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1991-02-28
Anticipated expiration: 1999-02-23

Description

Einstellmutter für Lager

Die Erfindung geht aus von einer Einstellmutter für die Festlegung von Lagern oder dergleichen in axialer Richtung, mit einem Gewindeabschnitt, der Elemente zur Lagesicherung einer Einstellmutter aufweist und einem Hülsenabschnitt, der mit Spiel an der Mantelfläche einer Spindel liegt.

Eine derartige Einstellmutter ist durch die Firma FAG Kugelfischer bekanntgeworden, die eine solche Einstellmutter herstellt und vertreibt.

Derartige Einstellmuttern werden dazu verwendet, bei Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen das Axial- und Radial- Laufspiel

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der Lager einzustellen. Sind Werkstücke großer Formgenauigkeit, bestimmter Oberflächengüte und exakter Maßgenauigkeit zu fertigen, so werden an die Laufgute -iner Arbeitsspindel hohe Anforderungen gestellt. Die Laufgute der Arbeitsspindel hängt aoer unter anderem von der Laufgenauigkeit der Lag&r im eingebauten Zustand ab. Dazu ist in besonderem Maße die Planlaufgenauigkeit aller seitlichen Anlageflächen am Lager r.u zählen. Ober eine Einstellmutter wird das Lager der Arbeitsspindsl vorgespannt und die Einstellmutter liegt über eine Stirnfläche an der Kreisringfläche des Lagers an. Die mit großer Präzision gefertigten Genauigkeitslager können einer Arbeitsspindel aber nur dann eine hohe Laufgute vermitteln, wenn alle Einzelteile der Arbeitsspindel entsprechend der Maßgenauigkeit der Lager gefertigt und exakt axial festgelegt sind.

Bei der bekannten einstückigen Einstellmutter ist an einen sehr kurzen Hülsenabschnitt ein Gewindeabschnitt angesetzt, über den die bekannte Einstellmutter mit der Spindel verschraubt ist. Der Hülsenabschnitt muß eir Spiel aufweisen, damit die Einstellmutter auf der Spindel verschiebbar ist, bis das Gewinde der Einstellmutter in das Spindelgewinde greift. Die bekannte Einsteilmutter hat damit den Nachteil, daß durch das Gewindeflankenspiel zwischen den beiden Gewindeteilen Spindel/Einstellmutter die dem Lager zugewandte Stirnfläche der Einstellmutter nicht orthogonal zur Spindelachse ausgerichtet ist. Die Stirnfläche der Einstellmutter liegt somit nicht plan an der AnIageflache des Lagers. Dies kann zu geometrischen Verformungen im geringen Maß am Genauigkeitslager führen. Die Lebensdauer des Lagers wird damit verkürzt, die Laufgute dar Spindel verschlechtert sich und Fertigungsgenauigkeiten an zu bearbeitenden Werkstücken können nicht eingehalten werden. Ferner hat die bekannte

Einatellmutter den Nachteil, daß sie nicht beliebig nachjustiert werden kann.

Für die Verspannung von Genauigkeitslagern sind weiterhin auch Kreuzlochmuttern, gegenseitig verspannte Kreuzlochmuttern, Nutmuttern mit Sicherungsblech, auf gesägte KrsuzlochrriUttsrn mit tangential angeordneter Spannschraube, Kreuzlochmuttern mit Zungenstück und Spannschraube, Stirnlochmuttern mit Radialschlitz und Spannschraube u.s.w. bekanntgeworden, bei denen sich jeweils ein Plankenspiel zwischen Muttergewinde und Spindelgewinde einstellt. Die Planlage 4er Stirnfläche dieser Muttern an der Anlagefläche des Lagers ist somit nicht gewährleistet, weil sich durch das Flankenspiel die Achsen der Muttern und der Spindel zueinander verlagern können. Dies ermöglicht ein Kippen der Stirnflächen der Muttern gegenüber der Querschnittsfläche der Spindel.

Weiterhin ist eine Einstellmutter bekanntgeworden, die rota-

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insis Stück gefertigt is? und innen- und

Außeneinstiche aufweist, die die Einstellmutter in einen Spannteil und einen Konterteil aufteilen. Axial sind Konter- und Spannteil der bekannten Einstellmutter über Spannschrauben miteinander verbunden. Beim Anziehen der Spannschrauben werden Konter- und Spannteil einander näher gebracht und auf diese Art und Weise kann ein zwischen Spindel- und Muttergewinde bestehendes Flankenspiel verändert werden. Durch ein Anziehen der Spannschrauben kann dies aber nicht definiert erfolgen. Weiterhin erhält die bekannte Einstellmutter durch die schon erwähnten Einstiche eine axiale Elastizität, die einer gewünschten und angestrebten festen Plananlage der Stirnfläche der Einstellmutter an der entsprechenden Anlagefläche des Lagers nicht entspricht. Ferner ist die plane Anlage der Stirnflächen

Einstellmutter/Lager in starkem Maße von der Gewindegenauigkeit und der Verformung durch die Spannschrauben abhängig.

Schließlich sind noch Passverbände in Form von Hülsen, Stufenhülsen und Stufenringen bekanntgeworden, die geeignet sind, Läyer in axialer Richtung festzulegen. Mechanische Dehnhülser. oder Hydrodehnhülsen haben jedoch den Nachteil, daß sie nur mit entsprechend aufwendigen Hilfsmitteln in die gewünschte Lageposition gebracht werden können. Eine exakte Oberprüfung des Ist-Anlagezustandes der Hülse am Lager ist nicht möglich und ein Lösen bzw. eine Justierung der Hülse auf der Spindel kann nur unter umfangreichen Vorkehrungen erfolgen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einstellmutter der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Vorspannung eines Lagers durch eine hochgenaue Plananlage der freien und dem Lager zugewandten Stirnfläche einer Einstellmutter an der Lageranlagefläche erfolgt, die Einstell-JBUttsr schnell _f exakt tt5.d einfach nach justierbar ist und eine Selbstlösung der Verbindung Spindel/Einstellmutter auszuschließen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hülsenabschnitt seiner Länge nach mindestens gleich dem halben Durchmesser der Spindel ist, daß die Achsen des Hülsenabschnittes und der Spindel exzentrisch und parallel angeordnet sind und daß die Innenumfangsfläche des Hülsenabsehßittes mit der Mantelfläche der Spindel teilweise zur Anlage kommt.

Die erfindungsgemäße Einstellmutter hat damit den wesentlichen Vorteil, daß sich die Stirnkreisringfläche des Hülsenabschnittes der Einstellmutter immer rechtwinkelig zur Spindelachse dar-

stellt. Damit kann eine hochgenaue Plananlage der Einstellmutter am entsprechenden Lager erreicht werden. Die Laufgute einer in Wälzlagern laufenden Spindel entspricht dadurch Anforderungen, die gewährleisten, daß Werkstücke dauerhaft innerhalb gleichbleibender, enger Fertigungstoleranzen bearbeitet werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Hülsenabschnitt Bohrungen für die Aufnahme von Querspannschrauben und Zwischenlagen auf, die in einem Winkel, bevorzugt einem Winkel von ungefähr &agr; = 30°, zur vertikalen Achse der Kreisringquerschnittfläche angeordnet sind.

Dies hat den Vorteil, daß der Hülsenabschnitt mit einfachen konstruktiven Ausgestaltungen und Mitteln sicher am entsprechenden Spindelabschnitt achsparallel zur Anlage gebracht werden kann. Ein nicht zu starkes Anziehen der Querspannschrauben erlaubt ein weiteres axiales Verschieben der erfindungsgemäßen Einstellmutter auf der Spindel und nach dem Einstellen einer geeöneehten Lagervorspannung können die Querspannschraubon soweit angezogen werden, daß sie den Hülsenabschnitt ortsfest fixieren.

Weiterhin ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung am freien Ende des Gewindeabschnittes ein Zylinderstift vorgesehen, der in eine Aussparung eines Ringfixierteiles ragt, die Klemmmittel zur Lagesicherung des Zylinderstiftes aufweist.

Hit dieser Maßnahme kann die erfindungsgemäße Einstellmutter vorteilhaft gesichert werden, sodaß die Verbindung Spindel/Einstellmutter einerseits auch bei Erschütterungen ihre Lageposition beibehält und andererseits schnell zur Nachjustierung der Lagervorspannung gelöst oder verändert werden kann.

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Wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das Ringfixierteil über Senkschrauben, die in äquidistante Einsenkungen auf der Kantelfläche der Spindel greifen, mit der Spindel fest verbunden, so ergibt sich der Vorteil, daß, je nach Lage des Zylinderstiftes am Umfang der Spindelwelle, die Aussparung auf den Zylinderstift hin ausgerichtet werden kann. Weiterhin kann das Ringfixierteil schnell, fest und erschütterungsfest auf der Spindelwelle angebracht werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung liegt die Stirnfläche des Hü?.senabschnittes an der Kreisringflache eines Lagerinnenringes oder eines Lageraußenringes an. Damit können die Vorteile der erfindungsgemäßen Einstellmutter sowohl bei einer Vorspannung eines Lagerinnenringes wie auch bei der Vorspannung eines Lageraußenringes genutzt werden.

Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Gewindeabschnitt in einen Konter- und Spannteil unterteilt, die über Spannschrauben miteinander verbunden sind.

Damit wird eine sichere und kostengünstige konstruktive Lösung zum einmaligen axialen Feststellen von Teilen, wie z. B. Hülsen, Federn u.s.w. erreicht.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Bohrungen an dem Hülsenabschnitt diametral angeordnet.

Dies hat den Vorteil, daß eine möglicherweise noch störende Unwucht an der erfindungsgemäßen Einstellmutter kompensiert werden kann.

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Die erfindungsgemäfJe Einstellmutter eigner sich sowohl zur Plananlage an hintere wie auch vordere Lagerringe. Es können ferner Lager aus mehreren hintereinander angeordneten Lagerpaaren oder dazwischen angeordneten Distanzringen exakt vorgespannt werden. Mit der erfindungsgemäßen Einstellmutter werden gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Muttern, die Standzeiten der damit vorgespannten Lager bis auf das 3-fache erhöht.

&ngr; Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter in der Beschreibung aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :

. Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einstellmutter im Schnitt, wie

sie auf einer Spindel angebracht ist;

Fig. 2 einen Schnitt H-II gemäß Fig.l der erfindungsgemAßen Binstellmutter;

Fig. 3 einen Schnitt IH-III gemäß Fig. 1 der erfindungsgemäßen Binstellmutteri

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemaßen

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Einstellmutter, wie sie einen Distanzring auf einer Spindel axial festlegt,

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen den Gegenstand teilweise nicht maßstabsgerecht. Einzelne Bauteile sind teilweise vergrößert dargestellt, damit ihr Aufbau besser gezeig werden kann. Die Anwendung der erf indungsgetuäßen Einstellmutter ist nicht auf die dargestellte Lagerart beschrankt, sondern sie läßt sich auch in Verbindung mit anderen Lagerarten einsetzen.

Mit 1 ist in Fig. 1 eine Einstellmutter 2 gezeigt, wie sie auf einer Spindel 3, z. B. einer Arbeitsspindel, gehalten ist. Ein Gehäuse 4 nimmt Lager 5, z. B. Schrägkugellager mit einem Distanzring, auf, an dessen eine Seite die erfindungsgemäße Einstellmutter 2 angrenzt. Mit einer Stirnfläche 6 eines Hülsenabschnittes 7, der in einen Gewindeabschnitt 8 übergeht, liegt die Einstellmutter 2 plan am Innenring des äußeren Lagers 5 an. Der Hülsenabschnitt 7 weist Bohrungen 9 auf, die geeignet sind, Querspannschrauben 10 und Zwischenlagen 10' aufzunehmen. Die Zwischenlagen 10' können zum Beispiel aus Kunststoff oder Messing gefertigt sein und dienen dazu, die Oberfläche der Spindel 3 zu schützen. Die Bohrungen 9 sind zur übersichtlicheren Darstellung der Erfindung in der Fig. 1 um &agr; ■ 3Cr° in Kreisrichtung nach oben versetzt. Ober die Querspannschrauben 3,0 wird der Hülsenabschnitt 7 an der Mantelfläche der Spindel 3 achsparallel zur Anlege gebracht. Durch das Anziehen der Quer epannschrauben 10 ergibt sich zwischen der Innenumfangsfläche des Hülsenabschnitts 7 und der Mantelfläche der Spindel 3 ein Spiel 11.

Die Länge des Hülsenabschnittes 7 ist bei der erfindungsgemäßen Einstellmutter 2 so zu wählen, daß seine Länge mindestens gleich dem halben Durchmesser der Spindel 3 ist.

Die Querspannschrauben 10 werden nur soweit vorgespannt, daß sich die Einstellmutter 2 mittels eines Schlüssels, der in eine Radialbohrung 12 des Gewindeabschnittes 8 eingreift sxial verschieben läßt* T^r 3ewin.*eabschnitt 8 greift mit der der St) lade 1 3 zugewandten ^i te &ldquor;n ein öevrinde 13, das auf einem Abschnitt der Spindel 3 votiisehen isz.

An einem weiteren Abschnitt der 5v idel 3 sind Einsenkungen vorgesehen, die äquidistant am Umfang der Spindel 3 angeordnet sind, über aen Einsenkungen 15, z. B. sacklochförmigen Bohrungen, kann ein Rin--iixierteil 16 zur Anlage auf der Spindel 3 kommen, das eine Aussparung 17 aufweist, in die ein Zylinderilft 18 ragt. Der Zylinderstift 18 ist z. B. mittels einer Presspassung im Gewindeabschnitt 8 der Einstellmutttr 2 gehalten. Mit in der Fig. 1 nicht dargestellten Kiemmitteln kann der Zylinderstift 18 in der Aussparung 17 ortsfest und unverrückbar gehalten werden.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Einstellmutter 2 im Schnitt H-II der Fig. 1 dargestellt. Ober die Querspannschrauben 10 ist der Hülsenabschnitt 7 an der Spindel 3 fest, aber noch axial bewegbar zur Anlage gebracht. Dabei ergibt sich das Spiel 11. Die Querspannschrauben 10 sind bevorzugt in einem Winkel &agr; 30° zur Vertikalen angeordnet. Ober die Verspannung mit den Querspannschrauben 10 sind die Achsen des Hülsenabschnittes 7 und der Spindel 3 exzentrisch und parallel angeordnet. Die Innenumfangsflache des Hülsenabschnittes 7 kommt mit der Mantelfläche der Spindel 3 teilweise zur Anlage. Mit gestrichelten

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Linien sind die Radialbohrungen 12 in der Figur gezeigt. Mit der Hilfe eines Verstellschlüssels, der in die Radialbohrungen 12 eingreift, kann die Einstellen; ^r 2 auf der Spindel 3 axial verschoben werden.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Einstellmutter 2 mit dem Ringfixierteil 15 im Schnitt III-III der Fig. 1 ge\«sigt, Die Spindel 3 zeigt im Schnitt dreieckförmigen Einsenkungen 15, wie sie äquidistant auf der Umfangsflache der Spindel 3 angeordnet sind. Das Ringfixierteil 16 zctigt die Aussparung 17 und zeigt ferner, wie der Zylinderstift 18 von Klemmschrauben 19, 20 ortsfest gehalten ist. Das Ringfixierteil 16 nimmt ferner Senkschrauben 21, 22 auf, die in die Einsenkungen 15 ragen. Durch das Losen der Senkschrauben 21, 22 kann das Ringfixierteil 16 auf der Spindel 3 gedreht werden.

Mit der in den Figuren 1, 2, 3 dargestellten erfindungsgemäßen Einstellmutter 2 kann die Stirnfläche 6 an eine entsprechende Anlagefläche eines Lagers sowohl am Innen- wie am Außenring plan angelegt werden. Die erfindungsgemäße Einstellmutter 2 kann schnell und einfach nachjustiert werden und auch gegen Erschütterungen auf der Spindel 3 sicher fixiert werden. Mit der Einstellmutter 2 ist eine schnelle und einfache Montage wie auch Demontage möglich. Wälz- oder Gleitlagerlaufspiele können mit höchster Genauigkeit eingestellt werden und es erfolgt zugleich eine zuverlässige Sicherung. Die plane Anlage der Stirnfläche 6 an einer geeigneten Anlagefläche des äußeren Lagers 5 ist von der Genauigkeit des Gewindes 13 unabhängig. Dies deshalb, weil durch eine geeignete Auswahl der Hülsenabschnittslänge die Stirnfläche 6 immer rechtwinkelig zur Spindelnachse geführt werden kann.

Pig. 4 zeigt eine weitere Aueführungsform einer erfindungsgemäßen Einstellmutter 25. Die Einstellmutter 25 legt in axialer Richtung auf einer Spindel 26 einen Distanzring 27 axial fest. Die Einstellmutter 25 besteht aus einem HQlsenabschnitt 28 der gegenüber der Spindel 26 ein Spiel aufweist und einem Gewindeabschnitt 25. Die Länge dss Külssnabsshr.ittss 2S ist bei der erfindungsgemäßen Einstellmutter 25 so zu wählen, daß seine Länge mindestens gleich dem halben Durchmesser der Spindel ist. Im Gewindeabschnitt 29 sind Radialbohrungen 30 vorgesehen. Mit der Hilfe eines geeigneten Stellschlüssels, der in die Radialbohrung 30 eingreift, kann die Einstellmutter 25 auf der Spindel 26 axial verschoben werden. Am Hülsenabschnitt 28 sind Bohrungen 31, 32, zur deutlicheren Darstellung in der Figur um &agr; = 30° in Kreisrichtung nach oben versetzt, vorgesehen, die geeignet sind, Schrauben 31' 32' aufzunehmen, die durch ein geeignetes Anziehen den Hülsenabschnitt 28, der ein Spiel 28' aufweist, an der Mantelfläche der Spindel 26 fest, aber noch verschiebbar zur Anlage bringen. Die Schrauben 31', 32* weisen sr ihrem zur Spindsl 26 gerichteten Ende Zwischenlagen auf., die bei einem Verspannen des Hülsenabschnitts 28 mit der Spindej 26 die Oberfläche der Spindel 28 vor Beschädigungen schützen. Ober die feste Anlage des Hülsenabschnittes 28 an der Spindel 26 ist gewährleistet, daß die Planfläche 33 orthogonal zur Spindelnachse an der Anlagefläche des Distanzringes 27 zur Anlage kommt. Mittels Spannschrauben 34 kann der Gewindeabschnitt 29, der durch ringförmige Schlitze 35, 35" in einen Spannteil 36 und einen Konterteil 37 unterteilt ist, so stark in sich verspannt werden, daß ein ungewolltes Lösen der Schraubverbindung auch bei starken Erschütterungen der Spindel 26 ausgeschlossen ist. Durch das Anziehen der Spannschrauben wird das Flankenspiel eines Gewindes 38 mit dem Gewinde des Gewindeabschnittes 29 so stark verändert, daß die Einstellmittel

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25 unverrückbar auf der Spindel 26 sitzt. Die Spannschrauben 34 sind in der Fig. 4 in einem nicht angezogenen Zustand dargestellt. Die in der Fig. 4 gezeigte Ausfuhrungsform eignet sich besonders zum einmaligen Festziehen von genau zu fixierenden Teilen auf einer Spindel.

Claims

Schutzansprüche

1. Einstellmutter für die Festlegung von Lagern oder dergleichen in axialer Richtung, mit einem Gewindeabschnitt (8; 29), der Elemente zur Lagesicherung einer Einstellmutter (2, 25) aufweist und einem Hülsenabschnitt (7; 28), der mit Spiel (11; 28') an der Mantelfläche einer Spindel (3; 26) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenabschnitt (7; 28) seiner Länge nach mindestens gleich dem halben Durchmesser der Spindel (3; 26) ist, daß die Achsen des Hülsenabschnittes (7; 28) und der Spindel {3; 26) exzentrisch und parallel angeordnet sind und daß die Innenumfangsflache des Hülsenabschnittes (7; 28) mit der Mantelfläche der Spindel (3; 26) teilweise zur Anlage kommt.

2. Einstellmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenabschnitt (7; 28) Bohrungen (9; 31,32) für die Aufnähme von Querspannschrauben (10) und Zwischenlagen (10') aufweist, die in einem Winkel, bevorzugt einem Winkel von ungefähr &agr; = 30°, zur vertikalen Achse der Kreisringquerschnittsflache angeordnet sind.

3. Einstellmutter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Gewindeabschnittes (8) ein Zylinderstift (18) vorgesehen ist, der in eine Aussparung (17) eines Ringfixierteiles (16) ragt, die Klemmmittel zur Lagesicherung des Zylinderstiftes (18) aufweist.

4. Einstellmutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringfixierteil (16) über Senkschrauben (21, 22),

die in äquidistante Einsenkungen (15) auf der Mantelfläche der Spindel (3) greifen, mit der Spindel (3) fest verbunden ist.

5. Einstellmutter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Hülsenabschnittes (7;28) an der Kreisringfläche sines Lagerinnenrings oder eines Lageraußenrings anliegt.

6. Einstellmutter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (29) in einen Konter- und Spannteil unterteilt ist, die über Spannschrauben (34) miteinander verbunden sind.

7. Einstellmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (9; 31, 32) an dem Hulsenabschnitt (7; 28) diametral angeordnet sind.